[发明专利]基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜的制备方法

说明书

本发明属于光学薄膜技术领域，公开了一种基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜的制备方法，是取紫外聚合乙烯基醚液晶混合物、紫外聚合丙烯酸酯单体混合物、量子点和光引发剂混匀后，加至液晶盒中，再经自由基聚合反应、阳离子聚合反应制得。本发明中液晶分子选用末端带有可聚合官能团的结构，通过聚合反应实现液晶固化；聚合过程中由于自由基聚合反应和阳离子聚合反应的聚合速率不同，使得液晶和丙烯酸酯高分子基体发生相分离，呈现散射效果，从而获得了一种稳定性好、水/氧阻隔性能好和光提取效率高的量子点薄膜。本发明的乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜适用于制备发光二极管、太阳能电池、液晶显示装置。

技术领域

本发明属于光学薄膜技术领域，涉及一种量子点薄膜的制备方法，具体地说是一种基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜的制备方法。

背景技术

近年来，量子点（QDs）凭借其优异的光电性能，以及在发光二极管、太阳能电池、光电探测器、激光、生物监测和液晶显示等领域的巨大应用前景，受到广泛关注。量子点基于量子限域效应而表现出宽吸收、窄发射、发射波长尺寸依赖性、高量子产率、稳定性好、宽色域、长荧光寿命等优点。量子点作为优异的下转换材料在显示器件上使用。

在显示器件中，量子点通常被封装在高分子基体中以改善量子点的分散和水/氧阻隔性能。高分子基体一般为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和苯乙烯共聚物。然而，量子点的发光效率受限于薄膜或固态封装结构，导致量子点的光提取效率较低。现在商业化量子点的大规模生产工艺尚未成熟，导致量子点的生产成本较高。

聚合物分散液晶（PDLC）可实现入射光多重散射和透过率的调控，是一种极有潜力的量子点荧光增益和调控材料。当入射光通过基于PDLC复合材料的量子点膜，入射激发光在PDLC薄膜中发生多重内散射，增加了激发光与量子点的作用几率，进而增加了量子点的利用率，实现了量子点荧光的增强。PDLC薄膜制备工艺简单，可以进行大量制备。在液晶/高分子复合体系中，液晶以微滴的形式封装在高分子基体中。该液晶/高分子复合体系对量子点起到了一定的封装效果，能够起到水/氧阻隔的效果，然而，液晶的流动性使该量子点薄膜在量子点分散的稳定性以及成膜和力学性能方面存在不足。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜的制备方法，以获得一种稳定性好、水/氧阻隔性能好和光提取效率高的量子点薄膜。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜的制备方法，包括依次进行的以下步骤：

1）制备中间产物C

取向列相紫外聚合乙烯基醚液晶混合物、非液晶性紫外聚合丙烯酸酯单体混合物、量子点和光引发剂混匀，所得混合物B加至液晶盒中，得中间产物C；

2）制备基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜

中间产物C依次经自由基聚合反应、阳离子聚合反应后，制得所述的基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜。

作为一种限定，所述自由基聚合反应是在273.2~303.2K（开尔文温度）、弱紫外光辐照条件下进行；中间产物C中的非液晶性紫外聚合丙烯酸酯单体混合物进行自由基聚合反应（中间产物C中的紫外聚合乙烯醚液晶混合物不发生聚合反应）后，所得丙烯酸酯高分子基体与紫外聚合乙烯醚液晶混合物发生微相分离，得中间产物D，中间产物D呈现散射态；

所述阳离子聚合反应是在273.2~303.2K（开尔文温度）、强紫外光辐照条件下进行；中间产物D中的紫外聚合乙烯醚液晶混合物进行阳离子聚合反应后，即得所述的基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜。

作为进一步限定，所述自由基聚合反应的弱紫外光辐照条件为波长365nm、光辐照强度为0.01~1.0mW/cm²、光辐照时间为0.1~5min；